Les Compresseurs [PDF]

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Les Compresseurs Comment fonctionne un compresseur à vis ? Le compresseur à vis comprime l'air dans un espace formé entre deux vis rotatives tournant en sens opposé. Avec le carter du compresseur d'air qui les entoure, ces vis forment l'entraînement à vis. Le fonctionnement d'un compresseur à vis repose essentiellement sur deux principes : l'injection de liquide ou non. Ces deux versions existent en modèles monoétagés et bi-étagés. Dans un compresseur à vis à injection de liquide, l'air comprimé est refroidi par un liquide de refroidissement dans la chambre de compression entre les vis. Le fluide de refroidissement, généralement de l'huile, circule dans un circuit fermé entre (1) les réservoirs de liquide, (2) les refroidisseurs et (3) les unités de vis. Il est mélangé à l'air avant compression. La température de fonctionnement du compresseur est par conséquent maintenue à environ 80 °C, indépendamment de la charge et de la pression. Immédiatement après la compression, le fluide de refroidissement est séparé de l'air comprimé dans (4) le séparateur d'huile. L'air comprimé circule ensuite dans un (5) refroidisseur final avant d'être acheminé vers le réservoir d'air.

Les paramètres techniques prédominants dans le choix d'un compresseur à vis Il faut compter 3 paramètres importants dans l'appréciation d'un compresseur à vis en fonction de l'utilisation que l'on veut en faire :

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La pression du compresseur à vis, elle est nominale et peut varier entre 5 bars et 13 bars en standard

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Le débit engendré peut varier entre 10 m3/h et 5000 m3/h, s’exprime en m3/h ou L/s généralement.

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La puissance du compresseur à vis, elle peut s'exprimer en kW ou CV (chevaux) et peut varier entre 2.2 kW soit 3 CV à 500 kW soit 680 CV

Compresseur à vitesse fixe ou compresseur à vitesse variable ? Le compresseur à vis comporte 2 grandes catégories qui se distinguent par une différence de fonctionnement. Le compresseur à vis à vitesse fixe produit un débit et une pression de manière continue, tandis que le compresseur à vitesse variable va adapter sa production en fonction du débit et de la pression attendus à l'application.

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Le compresseur à vis à vitesse fixe sera optimal pour une utilisation à 100 % de ses capacités, dans le cas contraire il faut s'attendre à de potentiel gaspillage d'énergie et donc une rentabilité financière plus faible.

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Le compresseur à vis à vitesse variable quant à lui va automatiquement adapter sa pression et son débit en les augmentant ou les diminuant en fonction de la demande en air comprimé.

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Compresseur d’air Compair

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Description Le circuit d’air/huile comporte un filtre d’aspiration d’air, un régulateur d’aspiration, un élément de compression, un séparateur, un élément filtrant de séparateur, un clapet de pression minimum/anti-retour, un réfrigérant d’huile et un réfrigérant final, un bypass thermostatique et un filtre à huile. Le débit de huile à travers le circuit s’effectué au moyen d’un différentiel de pression existant entre le séparateur et l’entrée de l’élément de compression.

Fonctionnement L’air pénètre le compresseur par le filtre d’aspiration (14) et ouvre le régulateur d’aspiration (13) à l’orifice d’admission de l’élément de compression (12). L’air est emprisonné par les rotors tournants et se mélange à l’huile qui pénètre le carter par un orifice de restricteur. La rotation continue accroit la pression et la température du mélange air/huile qui passe à travers l’orifice de refoulement de l’élément de compression et sur le fond de l’élément du séparateur d’huile (8). La plus grande partie de l’huile se trouve séparée à ce stade et tombe au fond du réservoir de séparateur (10).

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Le mélange restant air/huile passe alors à travers les deux étages de l’élément de séparateur ou une dernière séparation aura lieu. L’huile séparée est recueillie dans le fond de l’élément et repris dans l’élément de compression par un restricteur (11). L’air passera au réfrigérant final (5).

Système de régulation

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Compresseur d’air Atlas copco GA110

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Description Les compresseurs GA sont des compresseurs à vis à injection d'huile, entraînés par un moteur électrique et enfermés dans un capotage insonorisant. Les compresseurs GA 90+ et GA 110 à GA 160 sont des compresseurs refroidis par air. Les compresseurs GA sont mono-étagés.

Fonctionnement

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Circuit d'air L'air aspiré via le filtre (AF) et le déchargeur (UA) est comprimé dans l'élément compresseur (E). L'air Comprimé et l'huile sont refoulés, via le clapet anti-retour (CV), dans le réservoir d'air/séparateur d'huile (AR) dans lequel l'air comprimé est séparé de l'huile. L'air est ensuite refoulé dans le refroidisseur d'air (Ca) via la soupape à minimum de pression (Vp). Sur les compresseurs GA Pack, l'air refroidi est refoulé via le réservoir des condensats et la sortie vers le réseau d'air. Le clapet anti-retour (CV) empêche le retour de l'air comprimé. La soupape à minimum de pression (Vp) évite que la pression du réservoir descende au-dessous de la pression minimum. La soupape est équipée d'un clapet anti-retour intégré.

Circuit d'huile A partir du réservoir (AR), l'air sous pression véhicule l'huile à travers le refroidisseur d'huile (Co), les Filtres (OF) et le clapet d'arrêt d'huile (Vs) pour atteindre l'élément compresseur (E) et ses points de Lubrification. Le clapet d'arrêt d'huile (Vs) empêche la submersion par l'huile des éléments compresseurs lors de l'arrêt du compresseur. La vanne (BV) contourne le refroidisseur d'huile (Co) lorsque le compresseur démarre à froid, garantissant Ainsi un réchauffement rapide de l'huile à la température de service normale. Dans le réservoir d'air (AR), la plus grande partie de l'huile est éliminée de l'air par centrifugation. La quasi-totalité de l'huile restante est retirée par l'élément séparateur.

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Compresseur d’air Flottman

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Description Compresseur travail à deux niveaux de compression. Au premier niveau un piston comprime l’air à la pression intermédiaire. Ensuite l’air est transporté dans le deuxième cylindre, ou il est comprimé par un piston une deuxième fois à la pression de service. Chaque chambre de compression est équipée d’un piston a doublé effet. Cela veut dire qu’a chaque tour de vilebrequin, chaque piston fait deux compressions. Une compression cote fond et une compression cote tige de piston. Pour cette raison, chaque cylindre est équipé de deux soupapes d’aspiration et deux soupapes de refoulement des deux côtes.

Fonctionnement L’air est aspire à travers u filtre et une soupape d’aspiration dans le premier cylindre ou a lieu la première compression. L’air sort à la pression intermédiaire par une soupape de refoulement, passe par le refroidisseur intermédiaire et entre dans la deuxième chambre de compression ou il est comprimé à la pression de service. L’air quitte le compresseur a une température de 120…180C. Pour des questions de sécurité et pour faire condenser l’eau, l’air traverse un refroidisseur complémentaire, qui fait descend la température a 40…50C. 10